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复合薄膜蒸煮袋性能检测重点-上海千实精密机电科技有限公司

来源: /  作者:   时间: 2018-09-04 16:10

  众所周知,无论采用何种工艺制得的复合薄膜蒸煮袋,质量检测是保障后续生产和销售正常运转的重要前提。GB/T10004《包装用复合薄膜、袋干法复合、挤出复合》是针对塑料复合薄膜的性能要求和试验方法的国家标准,涉及水蒸气透过量、氧气透过量、剥离强度、热合强度、耐压强度、摩擦系数、耐热性、穿刺强度、溶剂残留等多方面。其中,剥离强度和摩擦系数与包装生产、应用关系密切但前人研究较少,下面将从这两个角度进行详细介绍。

  剥离强度

  蒸煮袋的使用中,“破袋”是最为困扰包装生产者的问题,除了高温蒸煮前后袋内外压力差引起的破袋事故,蒸煮袋复合薄膜的剥离强度较差也是元凶之一。通常蒸煮袋所用复合薄膜是采用干式复合工艺或无溶剂复合工艺,按照“热封性的薄膜基材-胶黏剂-阻隔性薄膜基材-胶黏剂-印刷性薄膜基材”这一基本结构制成的三层或多层复合薄膜。倘若任意两种材料间剥离强度没有达到要求,则会表现为复合膜在受力部位呈条纹状脱离,甚至蒸煮后呈大面积自然脱离,严重影响复合薄膜蒸煮袋的包装质量。其原因主要凸显在三个方面:

  (1)胶黏剂的品类、质量与包装使用目的不符,上胶量不足。GB/T10004规定,包装根据使用温度分为普通级(≤80℃)、水煮级(80℃以上~100℃)、半高温蒸煮级(100℃以上~121℃)、高温蒸煮级(121℃以上~145℃)共四个等级,不同等级的包装产品对于胶黏剂的耐高温性要求也有所不同,半高温蒸煮级和高温蒸煮级包装若使用普通胶黏剂,必定会影响复合膜层间的剥离强度。与此同时,胶黏剂的涂布量不足且不均匀也会引起局部剥离强度的下降。

  (2)残留溶剂量过高。对于干式复合工艺生产的蒸煮袋用复合薄膜来说,残留的溶剂不仅会影响内容物的安全卫生,复合后还会气化为微小的气泡,使本应粘结的两种基材分层脱离。

  (3)无溶剂胶黏剂的黏度控制不当。由于无溶剂复合工艺主要通过降低胶黏剂的分子量来控制黏度,若分子量掌握不好,会直接导致胶黏剂的初粘性下降,影响剥离强度。通过上述分析可以发现,采用两种复合工艺制得的蒸煮用复合薄膜,其剥离强度的变化有共性原因亦有个性原因,情况复杂,现实生产中应配合拉力机或剥离强度测试仪器实时抽样检测,以便随时调整工艺参数。

  具体检测方法可参照GB/T10004:首先沿样品膜宽度方向均匀裁取宽15±0.1mm,长200mm的纵、横试样各5条,并沿长度方向将复合膜与基材预剥50mm,将剥离部分的两端分别加于智能电子拉力试验机上下夹具之间,使未剥开部分与拉伸方向呈T型(如图1所示),以300±50mm/min的速度分离上下夹具,从而获得剥离力平均值。最终5条试样剥离力的算术平均值要符合表2中的要求。

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  图1.复合薄膜剥离强度测试之试样加持

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  表1蒸煮膜/袋剥离力要求

  摩擦系数

  摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值,分为静摩擦系数和动摩擦系数。在蒸煮袋用复合薄膜的生产中,摩擦力既是动力又是阻力,尤其在薄膜放卷过程中,一般要求薄膜内层与放卷金属滚轴之间的摩擦系数比较小,利于薄膜的匀速放卷,太小容易引起薄膜打滑,过大则意味着放卷阻力加大易使薄膜拉伸变形,影响包装线的正常运转。因此有必要加强薄膜内层与金属面之间的动、静摩擦系数的监测,使之在适当的范围内。

  GB/T10004建议按照GB/T10006-1988的规定进行摩擦系数的检测,通常情况下可借助摩擦系数测试仪完成。首先,将薄膜内层面朝下,用胶带在滑块前沿和上表面固定,使之包住滑块。将滑块无冲击的放在钢板上,薄膜下表面与滑动方向平行且测力系统恰好不受力。两面接触后保持15s。启动仪器使薄膜和钢板以(100±10)mm/min的速度相对移动,如图2。力的第一个峰值为静摩擦力Fs,两试样相对移动6cm内的力的平均值(不包括静摩擦力)为动摩擦力Fd。计算动、静摩擦力与垂直于接触面的力的比值,得出薄膜内层与钢板的动、静摩擦系数,需符合GB/T10004的要求≤0.4。

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  图2.摩擦系数测试

  对于测试结果没有满足GB/T10004要求的复合薄膜,可能存在以下原因:

  (1)薄膜基材自身的摩擦系数偏高,经过复合后摩擦系数继续升高;

  (2)复合所使用的胶黏剂的影响。不同种类胶黏剂对薄膜添加的爽滑剂的吸收程度有所差异,随着涂胶量的上升,胶黏剂对爽滑剂的吸收量增大,薄膜摩擦系数相应上升;

  (3)熟化温度偏高。摩擦系数与温度成正比,熟化温度越高,一方面胶黏剂对爽滑剂的吸收速率加快,摩擦系数增大,另一方面低熔点的爽滑剂容易出现粘连,失去作用,进而影响复合膜的摩擦系数。